时间: 2024-05-16 16:43:41 | 作者: P系列溶剂
7 月 12 日消息，近日，据路透社报道，新加坡研究人员开发了一种智能泡沫材料（smart foam material），可以让机器人感知附近的物体，并在损坏时自我修复，就像人类皮肤一样。
智能泡沫这种新材料虽然功能很强大，但制作起来可是相当有困难。不信你看着步骤：
2. 将两克聚（偏二氟乙烯）-共六氟丙烯（PVDF-HFP）（3M）溶解在丙酮中并搅拌至少 4 小时。
4. 将 46 微升 1,3-二氨基丙烷 (DAP) 滴加到搅拌溶液中，在反应 30 分钟后，溶液将变成淡黄色。
6. 将混合物浇铸到 2.5×5×0.2cm 的玻璃模具（宽 × 长 × 高）中。
7. 然后将材料置于加热板上，在 70°C 下加热 30 分钟，通过蒸发丙酮来自发泡。
通过加热搅拌再加热的复杂程序，智能泡沫就做好了，制作的过程是真的很困难呢！
受人类体感神经支配结构（architecture of the human somatosensory innervations）的启发，团队提出了一种新结构，该结构使用三维金属线电极（three-dimensional (3D) metal wire electrodes）作为“神经”，嵌入到低模量（low-modulus）的自愈泡沫中。与其他基于泡沫的传感器相比，团队合成的自修复泡沫材料仅有 600kpa 的低模量（低模量的拉伸模量 MPa≤0.4 或≤0.6），并且具有弹性，可为接触力传感器提供恢复力。
据研究人员介绍，“在四天内将其加热至 70 摄氏度，该材料愈合了大约 70％，并且仍可以拉伸到其长度的几乎两倍（180％）。”
为了复制人类的触觉，研究人员在这样一种材料中注入了微小的金属颗粒，并在泡沫表面下方添加了微小的电极。当施加压力时，金属颗粒在聚合物基体中靠拢，改变了它们的电性能（electrical properties）。新加坡国立大学的 Benjamin C.K. Tee 教授表示，这些变化能通过计算机的电极检测到，然后发出指令告诉机器人该做什么。
“当我将手指移到传感器附近时，您能够正常的看到传感器正在测量我的电场变化，并对我的触摸做出相应的响应，”他说。此功能使机器人的“手”不但可以检测到力的大小，还可以检测到受力方向，从而可能使机器人更智能和互动。
Benjamin C.K. Tee 表示，AiFoam 是同种类型的产品中第一个将自愈特性（self-healing properties）、近距离感应（proximity）和压力（pressure）感应相结合的产品。经过两年多的开发，他和他的团队希望这样一种材料能在五年内投入实际使用。
据了解，团队希望将 AiFoam 应用于机器人和假肢等领域，以实现人机之间更多交互的可能性。
AiFoam 通过模拟人类的触觉实现了对周围环境的高感知，而材料特有的自我修复特性及对接触力的敏感性，将使机器人能更好地判断人类的意图。
使用该材料研发的新一代的机器人，将有可能对环境变化做出更快速、更有效的反应。
目前，科学家研究的机器人皮肤大致上可以分为两个方向。一个方向是外观，将机器人皮肤创作的近似人类皮肤，例如柔性弹性水凝胶的应用，使得机器人的皮肤能够在受到压力下出现淤青。另一方面是感知能力，例如 AiFoam 的材料，能够赋予机器人的“触觉”，从而让他们能更智能的互动。
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